JP2022130297A - 情報処理装置、制御装置、制御方法、制御装置の制御方法、プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示部と、記憶部と、処理部と、を備え、前記処理部は、複数の動作工程の中のいずれの動作工程であるかを示す動作工程識別情報と、流路構造を表す図形情報と、を前記表示部に表示し、前記動作工程識別情報に示された動作工程において流路構造の中で流路として用いる流路部分を、前記図形情報を用いて前記表示部に表示し、前記流路部分を、前記動作工程識別情報と紐づけて流路設定情報として前記記憶部に記憶する、ことを特徴とする情報処理装置である。
【選択図】図1
Description
そこで、特許文献1には、入出力信号リストとシーケンスフローを定義した設定データをもとに、自動で制御プログラムを実装する手法が公開されている。
例えば、装置の流路構造内に、タンクAに貯留された流体材料を反応槽Bに移動させ得る経路として、経路1と経路2が存在するものとする。ここで、各処理工程において流路として用いるべき最適な経路は、経路の長さや太さ等の物理的諸元だけによって決まるわけではない。前後の処理工程の影響(例えば残留する温度分布)や、その処理工程にて並行して行う他の動作で使用する経路との関係(例えば経路の競合や相互干渉)を考慮して決定する必要がある。例えば、第1の処理工程において反応槽Bにて化学的処理Cを行う場合には経路1を用いるのがよく、第2の処理工程において反応槽Bにて化学的処理Dを行う場合には経路2を用いるのがよい場合が有り得る。
したがって、流路構造を備えた装置の動作を設定または実行する情報処理装置は、装置が実施する各処理工程について、作業者が最適な流路を容易に設定し得ないという問題があった。
尚、以下の実施形態の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の参照番号を付して示す要素は、同様の機能を有するものとする。
あるいは、制御プログラム生成システムが備えるASIC等のハードウェアにより、機能ブロックの一部または全部を構成してもよい。
入力部200は、プログラム生成方法を実行する際に、操作者が各種の指示や情報を入力するためのデバイスであり、例えばキーボード、ジョグダイアル、マウス、ポインティングデバイス、音声入力機などの入力デバイスを用いることができる。
次に、PC1003が処理プログラムを実行することにより遂行される機能や、処理プログラムを実行する際に用いるデータについて、図1を参照しながら説明する。
制御プログラム生成システム1004は、ユーザインターフェース部4、データ部5、ロジック部6を備える。順に説明してゆく。
ユーザインターフェース部4は、表示部100に種々の情報を表示したり、入力部200から種々の情報や指示の入力を受け付ける。ユーザインターフェース部4は、表示部100に表示する画面情報を生成する表示画面生成部40を備えている。プログラム生成方法を実行する際には、表示画面生成部40は、実行段階に応じて所定の画面情報を表示部100に供給する。すなわち、表示画面生成部40は、流路設定画面41、データ読込み画面42、入出力信号設定画面43、図面選択画面44等の画面情報を表示部100に供給することができる。これらの画面情報は、後述する工程動作テーブル2、配管図面データ3、流路30、デバイスアドレス70等に関する設定を入力部200から受け付ける際に、表示部100に表示される。尚、表示画面生成部40の構成は、この例に限定されるものではなく、例えばユーザの操作性に鑑みて、画面の統合、分離、追加等をしてもよい。
PC1003の記憶部に割り付けられたデータ部5には、プログラム生成方法を実行する際に用いる各種の情報(51~58)や、プログラム生成方法を実行した成果物である制御プログラム情報59が記憶される。また、制御プログラム情報59をPLC1001が実行可能な形式に変換した制御プログラムファイル1000(例えばラダープログラム)を記憶してもよい。データ部5が記憶する各種の情報には、工程動作情報51、入出力信号情報52、シンボル種別情報53、内部デバイス情報54、流路情報55、プログラム部品情報56、制御機器情報57、シンボル情報58が含まれる。ただし、データ部5は、この構成に限定されず、例えばメンテナンス性を鑑みて、各々の情報の統合や分離、ユーザ操作のログ情報等の追加をしてもよい。
ロジック部6は、プログラム生成方法を実行する際に、データ部5に記憶された各種データを管理したり、成果物である制御プログラム情報59や制御プログラムファイル1000を生成する処理を行う。ロジック部6が備えるデータ管理生成部62は、データ部5に蓄積された各種情報に含まれるIDの対応付けを管理して情報の保存、取得を行う。また、ロジック部6が備える制御プログラム生成部61は、成果物である制御プログラム情報59や、それをPLC1001が実行可能な形式に変換した制御プログラムファイル1000を生成する処理を行う。
次に、実施形態のプログラム生成方法を実行する際に、表示部100に表示される各種の情報(テーブル)やユーザが操作する画面について説明してゆく。
図2を参照して、工程動作テーブル2の構成について説明する。工程動作テーブル2は、制御対象装置1002に実行させる動作の手順が記載されたテーブルである。工程動作テーブル2は、データ管理生成部62により、データ部5の工程動作情報51に記憶されうる。工程動作テーブル2は、動作順序201、動作内容202、動作時間203で構成される。工程動作テーブル2の横方向の1行は、制御対象装置1002に実行させる動作工程の1工程に対応する。動作順序201に設定された番号は、各動作工程を識別(特定)する番号であるとともに、各動作工程の実行順序を示している。動作内容202は、その動作工程で制御対象装置1002に実行させる動作の概要を示す。動作時間203は、動作内容202の実行時間を示す。なお、工程動作テーブル2はこの構成に限定されず、例えば動作内容202に関する様々なパラメータを示してもよい。工程動作テーブル2を表示部100に表示することにより、ユーザは制御対象装置1002に実行させる動作手順の設定や確認、あるいは変更等の作業を行うことができる。
図3を参照して、配管図面データ3について説明する。制御対象装置1002は、複数の流路部分を含む流路構造を備えているが、配管図面データ3は、流路構造を図形情報として示した配管図面35を含んでいる。尚、図3の例では、図示の便宜から比較的単純な流路構造を示したが、制御対象装置によっては、配管図面35が複雑な流路構造を反映した図面になるのは言うまでもない。
配管図面35は、後述するように制御対象装置1002の各動作工程に応じて、動作工程数と同じ数だけ作成されるが、配管図面データ3はその集合である。各配管図面35は、配管図面ID310、シンボルID300、複数のシンボル532および配管を含んで構成される。
シンボルID300は、流路構造を構成する各構成要素を個別に識別(特定)するためのID情報である。
図4を参照して、データ読み込み画面42について説明する。データ読込み画面42は、ユーザが、工程動作テーブル2あるいは配管図面データ3を操作したい際に、受け付ける画面である。データ読込み画面42は、工程動作データパス入力ボックス421、配管図面データパス入力ボックス422、工程動作データ選択ダイヤログボタン423、配管図面データ選択ダイヤログボタン424、システム開始ボタン428、およびシステム終了ボタン429を含んで構成される。
図5を参照して、プログラム出力設定画面400について説明する。プログラム出力設定画面400は、前述した工程動作テーブル2に、ユーザが流路ID512を設定する操作を行う画面である。プログラム出力設定画面400は、工程動作情報51、流路設定ボタン401、入出力信号設定ボタン402、プログラム出力ボタン403、および、プログラム出力設定終了ボタン404を含んで構成される。工程動作情報51は、工程動作テーブル2と、流路ID512で構成される。
流路ID512は、流路毎に付与されるIDである。流路については後に詳述するが、制御対象装置1002が動作する際に流路構造の中で用いられる部分を、動作工程毎に特定したものである。
図6を参照して、図面選択画面44について説明する。図面選択画面44は、例えば図18を参照して後述するように、ユーザがある動作工程に対応する配管図面35に流路を設定しようとする際に、当該配管図面を呼び出すために使う画面である。
図面選択画面44は、図面ID入力ボックス441、図面選択完了ボタン442、図面選択終了ボタン443を含んで構成される。図面ID入力ボックス441は、配管図面ID310(図7参照)を入力する入力ボックスである。図面選択完了ボタン442は、クリックすると、指定した配管図面ID310の配管図面35が挿入された流路設定画面41(図7参照)に遷移するボタンである。
図7を参照して、流路設定画面41について説明する。流路設定画面41は、工程動作テーブル(図2)に記載された動作工程の各々について、流路構造の中で用いられる部分(すなわち流路)をユーザが設定する際に、前述の図面選択画面44を経由して呼び出され、表示部100に表示される画面である。流路設定画面41は、配管図面35、流路描画開始ボタン412、流路描画終了ボタン413、流路設定完了ボタン414、流路設定終了ボタン415を含んで構成される。
図8を参照して、入出力信号設定画面43について説明する。入出力信号設定画面43は、図3の配管図面データにおいてシンボルID300が付与された構成要素のうち制御信号が入力あるいは出力されるものに関して、制御信号ID577とデバイスアドレス70を対応付けて設定する画面である。入出力信号設定画面43は、入出力信号情報52、入出力信号設定完了ボタン431、入出力信号設定終了ボタン432を含んで構成される。
入出力信号情報52は、シンボルID582、制御信号ID577、入出力属性575、制御名称576、デバイスアドレス70を含んで構成される。
図9を参照して、流路情報55(流路情報テーブル)について説明する。流路情報55は、流路ID512、設定シンボルID552、差分シンボルID555を含んで構成される。流路情報テーブルの横方向の1行は、制御対象装置1002に実行させる動作工程の1工程で用いる流路に対応し、流路ID512によりどの動作工程における流路かを特定できる。言い換えれば、流路情報55は、設定された流路部分と動作工程識別情報とを紐づけた流路設定情報であると言える。
図10を参照して、シンボル種別情報53(シンボル種別情報テーブル)について説明する。シンボル種別情報テーブルの横方向の1行は、流路構造を構成する各構成要素の種類の1種類に対応し、シンボル種別ID531によりどの種類の構成要素かを特定できる。
すなわち、シンボル種別ID531は、流路構造を構成する各構成要素の種類を識別(特定)するためのID情報である。シンボル532は、配管図面データ(図3)において各構成要素を図形で表す際に用いられる構成要素の種類ごとの図形形状を示している。名称533は、機器の種類を表す名称である。
図11を参照して、シンボル情報58(シンボル情報テーブル)について説明する。シンボル情報テーブルの横方向の1行は、流路構造を構成する各構成要素の1つ1つに対応し、シンボルID582によりどの構成要素かを特定できる。シンボル情報58は、シンボルID582(図8)とシンボル種別ID531(図10)の対応関係を特定する。
図12を参照して、内部デバイス情報54(内部デバイス情報テーブル)について説明する。内部デバイス情報54は、後述するデバイスアドレス設定処理(図23)で用いられる情報であり、シーケンスデバイス情報540、タイマデバイス情報543を含んで構成される。
図13を参照して、プログラム部品情報56(プログラム部品情報テーブル)について説明する。プログラム部品情報テーブルの1つのレコード(横方向の1行)は、プログラムテンプレートの1種類に対応し、プログラム部品ID572によりどのプログラムテンプレートかを特定できる。プログラム部品情報56は、プログラム部品ID572、プログラムテンプレート561を含んで構成される。プログラム部品ID572は、プログラム部品情報56のレコード毎に付与される一意の番号である。
図14を参照して、制御機器情報57(制御機器情報テーブル)について説明する。制御機器情報57は、シンボル種別ID531、プログラム部品ID572、入出力属性575、制御名称576、制御信号ID577を含んで構成される。プログラム部品ID572は、経路追加時ID573、経路削除時ID574を含んで構成される。経路追加時ID573、経路削除時ID574は、後述する制御プログラム生成フローチャート(図22)のS509で参照されるプログラム部品ID572である。
図15を参照して、制御プログラム情報59について説明する。制御プログラム情報59は、プログラム生成処理の成果物として制御プログラム生成部61により生成される情報である。制御プログラム情報59は、デバイスアドレス70、ラダーシンボル71を含んで構成されている。制御プログラム生成システム1004は、制御プログラム情報59をPLC1001が解釈可能な形式に変換して制御プログラムファイル1000として出力することができる。PLCが制御プログラムファイル1000を実行することにより、制御対象装置1002は工程動作テーブル2で設定した動作を実行する。
次に、実施形態のプログラム生成方法に係る処理手順について説明してゆく。
図16は、制御プログラムを生成する際の基本的な手順を示したフローチャートである。
まず、制御プログラム作成対象決定工程S1で、制御対象装置1002の工程動作テーブル2(図2)と、配管図面データ3(図3)を決定する。例えば、取り扱う制御対象装置が複数ある場合には、どの制御対象装置の制御プログラムを生成するのかを特定する。
また、制御対象装置が、複数の作業を実施し得る装置である場合には、どの作業を実施するための制御プログラムを生成するのかを特定する。
制御プログラム生成システム1004は、流路の設定を処理するために、まず、データ読込み画面42(図4)のシステム開始ボタン428のクリックを受け付け、データ読込み処理を呼び出して実行する。
ステップS101では、データ管理生成部62は入力された工程動作テーブル2と、配管図面データ3がデータ管理生成部62で処理できる形式になっているかを検証する。もし、データ管理生成部62で処理できない形式であれば、ステップS106移行し、処理できる形式であればS102に移行する。
ステップS102では、データ管理生成部62は、工程動作テーブル2を、データ部5の工程動作情報51に記憶させ、ステップS103に進む。
ステップS104では、データ管理生成部62は、配管図面データ3のシンボル532毎に付与されているシンボルID300を取得し、ステップS105に進む。
ユーザは、流路設定画面41を用いて、配管図面ID310で特定された動作工程において流路構造の中で用いられる部分(すなわち流路)を設定する。
例えば、SYM1からSYM3までの経路を流路30として設定する場合、ユーザは、まず、流路描画開始ボタン412をクリックする。次に入力部200のポインティングデバイス(例えばマウス)を用いてカーソル10を動かし、SYM1からSYM3までドラッグをすることで流路30を指定する。ユーザインターフェース部4は、ポインティングデバイスで指示された経路を、例えば太線に変換したり色変換して描画し、ユーザによる視認を容易にする。
なお、本実施形態では、ユーザの操作に基づき流路を設定したが、流路の設定に関する情報をデータ管理生成部62に読み込ませて、データ管理生成部62が流路30の全てを確定してもよい。また、図18(A)のような途中段階まで経路をユーザが事前に設定しデータ管理生成部62に読み込ませて、そこから図18(B)のような完了部分までをデータ管理生成部62が自動生成することにより流路30を確定させてもよい。また、データ管理生成部62が、まず、流路30の始点と終点のみを表示してから、ユーザがその始点と終点を補完させるように流路30を設定することもできる。
まず、ステップS201で、データ管理生成部62は、ユーザが設定した流路30に流路ID512を付与する。
次に、ステップS202で、データ管理生成部62は、流路30の経路上に存在するすべてのシンボル532のシンボルID300をシンボル情報58から取得し、流路情報55(図9)の設定シンボルID552に記憶する。
以上のように図19のフローを実行することにより、図16のフローチャートの流路設定工程としてのステップS2が完了する。
これを受け付けた制御プログラム生成システム1004は、表示部100に入出力信号設定画面(図8)を表示する。そして、データ管理生成部62が入出力信号情報52を生成する入出力信号生成処理を実行する。
まず、ステップS301で、シンボル情報58(図11)のレコードにあるシンボル種別ID531を取得する。
以上のように図20のフローを実行することにより、図16のフローチャートの入出力アドレス設定工程としてのステップS3が完了する。
まず、ステップS401で、制御プログラム生成部61は、流路情報55(図9)の差分シンボルID555を用いる処理において、削除シンボルID554を使用する内部フラグF1を立てて、制御プログラム生成サブルーチンを呼び出す。
ここで、図22のサブフローチャートを参照して、制御プログラム生成サブルーチンについて説明する。
次に、ステップS502で、制御プログラム生成部61は、工程動作情報51(図5)の動作順序201に従い、動作時間203、流路ID512を取得する。
内部フラグF1が立っていない場合には、制御プログラム生成部61はプログラム部品ID572のうち、経路追加時ID573に格納されているデータをプログラム部品ID572として取得する。
まず、ステップS601では、制御プログラム生成部61は、シーケンスデバイス情報540(図12)において、シーケンス属性542が「Current」であるレコードのデバイスアドレス70を取得する。そして、制御プログラム生成部61は、得られたデバイスアドレス70をプログラムテンプレート561(図13)の現在シーケンスデバイス562に設定する。
続くステップS607で、制御プログラム生成部61は、タイマデバイス情報543におけるタイマ属性545の「Current」をインクリメントする。
ステップS609で、制御プログラム生成部61はデバイスアドレス70が設定されたプログラムテンプレート561を制御プログラム生成サブルーチン(図22:ステップS508)に出力し、処理を終了する。
すなわち、制御プログラム生成処理(図21)のステップS401を完了して、ステップS402に移行する。
上述した実施形態では、動作工程においてバルブが開いた状態から閉じた状態に変わるなど、各被制御機器の動作は1回の動作で行われるものだった。しかし、動作工程の内容によっては、当該動作工程の実行中に被制御機器を示すシンボル532の状態が時間的に変化させる必要がある。例えば、結露防止の目的で定期的にバルブの開閉を繰り返す動作(間欠動作)や、ウォータハンマー現象を避ける目的で流量を急激に変化させないようにバルブを意図的に遅れて開ける動作(ディレイ動作)である。このようなバルブの開閉といった被制御機器の状態遷移情報を、流路30の設定時にユーザに視認させることにより、ユーザの利便性を向上させることができる。以下にその変形例を説明する。
状態遷移情報450は、繰り返しサイクル451、状態遷移バルブ名452、繰り返しフラグ453、立ち上がり時間454、立ち下がり時間456で構成されている。繰り返しサイクル451は、状態遷移の繰り返し単位時間である。状態遷移バルブ名452は、該当の動作工程中に状態が遷移するバルブのシンボルID532を示している。繰り返しフラグ453は、繰り返しサイクル451経過後に、再度状態遷移を繰り返すかどうかを示すフラグである。立ち上がり時間454は、動作工程実行中の経過時間を示す動作工程実行時間204(不図示)が、これと一致したときにバルブが開くことを示す時間である。同様に、立ち下がり時間456は、動作工程実行時間204が、これと一致したときにバルブが閉じることを示す時間である。状態遷移情報450は、プログラム出力設定画面400Aで設定できるようにしても良いし、別途設定画面を用意しても良い。動作順序201の値が24の行にある流路設定ボタン401が押下されると、図25に示す流路、タイミングチャート描画フローチャートが実行される。
ステップS701では、情報処理装置は、押下された流路設定ボタン401と同じ行の配管図面ID310を取得して、流路30を描画する配管図面35を配管図面データ3から取得する。
次にステップS702では、情報処理装置は、押下された流路設定ボタン401と同じ行の流路ID512をもとに、流路情報55から設定シンボルID552を取得する。
次にステップS703では、情報処理装置は、ステップS702で取得した設定シンボルID552を塗りつぶす描画データとして、流路30を生成する。
次に、ステップS704では、情報処理装置は、押下された流路設定ボタン401と同じ行の状態遷移情報450を取得する。
また、本実施形態では、状態遷移するシンボル532はバルブのみで、状態遷移情報450も間欠動作、ディレイ動作に関するもののみであったが、それに限定されるものではなく、状態遷移情報を拡張して各種のシンボル532に対応させてもよい。
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
例えば、プログラム生成処理の各工程で表示部に表示させる画面は、図示した形態に限定されるものではなく、各工程の処理目的を達成し得るものであれば、適宜変更が可能である。
Claims (20)
- 表示部と、記憶部と、処理部と、を備え、
前記処理部は、
複数の動作工程の中のいずれの動作工程であるかを示す動作工程識別情報と、流路構造を表す図形情報と、を前記表示部に表示し、
前記動作工程識別情報に示された動作工程において流路構造の中で流路として用いる流路部分を、前記図形情報を用いて前記表示部に表示し、
前記流路部分を、前記動作工程識別情報と紐づけて流路設定情報として前記記憶部に記憶する、
ことを特徴とする情報処理装置。 - 前記情報処理装置は、入力部を備え、
前記処理部は、
前記流路構造を表す図形情報を前記表示部に表示しながら、前記動作工程識別情報に示された動作工程において前記流路構造の中で流路として用いる流路部分を、前記入力部を介して取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記処理部は、
前記動作工程識別情報に示された動作工程において前記流路構造の中で流路として用いる流路部分を、前記動作工程識別情報及び前記図形情報と同時に表示する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。 - 前記処理部は、前記流路構造に設けられた被制御機器に係る情報を取得し
前記動作工程識別情報に示された動作工程における前記被制御機器の状態遷移情報を、前記流路部分と、前記動作工程識別情報及び前記図形情報と同時に表示する、
ことを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記処理部は、前記被制御機器の状態遷移情報をタイミングチャートとして表示する、
ことを特徴とする請求項4に記載の情報処理装置。 - 前記処理部は、前記流路設定情報を用いて、制御装置に前記複数の動作工程を実行させるための制御プログラムを生成する、
ことを特徴とする請求項1乃至5の中のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記処理部は、前記流路構造に設けられた被制御機器に係る情報を取得し、
前記制御プログラムとして、前記被制御機器を制御する制御装置が解釈可能なプログラムを生成する、
ことを特徴とする請求項6に記載の情報処理装置。 - 前記制御装置はプログラマブルロジックコントローラであり、前記制御プログラムは、
前記プログラマブルロジックコントローラが解釈可能なラダープログラムである、
ことを特徴とする請求項7に記載の情報処理装置。 - 前記被制御機器は、少なくともポンプまたはバルブのいずれかを含む、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の情報処理装置。 - 生成した前記制御プログラムを、前記制御装置に出力する、
ことを特徴とする請求項6乃至8の中のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 請求項6乃至8の中のいずれか1項に記載の情報処理装置から、前記制御プログラムを読み込んで、前記複数の動作工程を実行する、
ことを特徴とする制御装置。 - コンピュータが、
制御対象装置の流路構造を特定した情報と、前記制御対象装置に実行させる複数の動作工程に係る情報と、を取得し、
前記流路構造を表す図形情報を表示部に表示し、
前記制御対象装置に実行させる複数の動作工程の各々について、前記流路構造の中で流路として用いる流路部分を流路設定情報として記憶する、
ことを特徴とする制御方法。 - 前記コンピュータは、前記流路構造を表す図形情報を表示部に表示しながら前記制御対象装置に実行させる複数の動作工程の各々について、前記流路構造の中で流路として用いる流路部分のユーザによる設定を受け付けて流路設定情報として記憶する、
ことを特徴とする請求項12に記載の制御方法。 - 前記コンピュータは、前記流路構造に設けられた被制御機器に係る情報を取得し、
制御プログラムとして、前記被制御機器を制御する制御装置が解釈可能なプログラムを生成する、
ことを特徴とする請求項13に記載の制御方法。 - 前記制御装置はプログラマブルロジックコントローラであり、前記制御プログラムは、
前記プログラマブルロジックコントローラが解釈可能なラダープログラムである、
ことを特徴とする請求項14に記載の制御方法。 - 前記被制御機器は、少なくともポンプまたはバルブのいずれかを含む、
ことを特徴とする請求項14または15に記載の制御方法。 - 生成した前記制御プログラムを、前記制御装置に出力する、
ことを特徴とする請求項14乃至16の中のいずれか1項に記載の制御方法。 - 請求項14乃至17の中のいずれか1項に記載の制御方法で制御プログラムを生成し、前記制御プログラムを前記制御装置に読み込ませて前記複数の動作工程を実行させる、
ことを特徴とする制御装置の制御方法。 - 請求項12乃至17の中のいずれか1項に記載の制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項19に記載のプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
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